《食品化学》教案

《食品化学》教案

第22次课2学时

一、授课题目

第七章食品色素和着色剂

二、教学目的和要求

掌握天然色素的种类、结构、性质

掌握天然色素在食品加工贮藏中的变化、作用和控制

了解我国允许使用的合成食品着色剂的种类、结构、性质以及应用规范三、教学重点和难点

重点：

⑴掌握天然色素的种类、结构、性质

⑵掌握天然色素在食品加工贮藏中的变化和控制

难点：

掌握天然色素的种类、结构、性质

四、主要参考资料

《食品化学》，王璋、许时婴、汤坚编，中国轻工业出版社，2007，4；

《食品化学》，刘邻渭主编，中国农业大学出版社，2003，3；

《食品化学》，谢笔钧主编，科学出版社，2006，6；

五、教学过程

教学方法：讲授法

辅导手段：PPT

板书：板书+多媒体

主要内容

⑴食品中固有色素的种类、结构和性质

⑵天然色素在食品加工贮藏中的变化和控制

⑶食品中添加的着色剂种类，及应用范围

食品中的天然色素按来源分为动物色素、植物色素和微生物色素三大类。按其化学结构可分为卟啉类衍生物(如叶绿素、血红素和胆色素)、异戊二烯衍生物(如类胡萝卜素)、多酚衍生物(花青素、类黄酮、儿茶素和单宁等)、酮类衍生物(如红曲色素、姜黄色素)、和醌类衍生物(虫胶色素和胭脂虫红等)；若按色素溶解性可分为脂溶性色素和水溶性色素。

第一节食品中固有的色素

一、叶绿素

1、结构

2、植物中的叶绿素

叶绿素有多种。如叶绿素a、叶绿素b、叶

绿素c和叶绿素d。以及细菌叶绿素和绿菌属叶

绿素等。与食品有关的主要是高等植物中的叶绿

素a和叶绿素b两种(3：1)。在叶绿体内，叶绿

素可看成是嵌在蛋白质层和带有一个位于叶绿

素植醇链旁边的类胡萝卜素脂类之间。当细胞死

亡后，叶绿素即从叶绿体内游离出。游离叶绿素

很不稳定，对光和热都很敏感。

3、理化性质

叶绿素a和脱镁叶绿素a均可溶于乙醇、乙

醚、苯和丙酮等溶剂，不溶于水，而纯品叶绿素a和脱镁叶绿素a仅微溶于石油醚。叶绿素b和脱镁叶绿素b也易溶于乙醇、乙醚、丙酮和苯，纯品几乎不溶于石油醚，也不溶于水。因此极性溶剂可以完全提取叶绿素。

叶绿素a纯品是具有金属光泽的黑蓝色粉末状物质，在乙醇液中呈蓝绿色，并有深红色荧光。叶绿素b为深绿色粉末，其乙醇溶液呈绿色或黄绿色，有红色荧光。

在酸性条件下，叶绿素分子的中心镁原子被氢原子取代，生成暗橄榄褐色的脱镁叶绿素。

在稀碱溶液或酶的作用下，叶绿素脱去植醇部分，生成颜色仍为鲜绿色的脱植基叶绿素不(在水中溶解度增大)、植醇和甲醇。

4、变化

1)酶促变化

叶绿素酶，催化叶绿素和脱镁叶绿素脱植醇，生成脱植基叶绿素和脱镁脱植基叶绿素。叶绿素酶在水、醇和丙酮溶液中具有活性。

2)化学变化

叶绿素在热处理时可形成两类衍生物，即四吡咯环中心有无镁离子存在。含镁的叶绿

素衍生物显绿色，脱镁叶绿素衍生物为橄榄褐色。脱镁叶绿素衍生物还是一种螯合剂，在有足够的锌和铜离子存在时，四吡咯环中心可与锌或铜离子生成绿色配合物，其中叶绿素铜钠盐的色泽最鲜亮，对光和热较稳定，是一种理想的食品着色剂。在加热时叶绿素b 显示出较强的稳定性。

在碱性介质中，叶绿素对热非常稳定，但在酸性介质中易降解。锌和铜的配合物在酸性溶液中比在碱性溶液中稳定。

3)叶绿素酊的氧化与光降解

叶绿素溶解在乙醇或其他溶剂后并暴露

于空气中会发生氧化，将此过程称为叶绿素酊

的氧化。当叶绿素吸收等摩尔氧后，生成的加

氢叶绿素呈现蓝绿色。

叶绿素的光降解是四吡咯环开环并降解

为低相对分子质量化合物的过程。主要的降解

产物为甲基乙基马来酰亚胺、甘油、乳酸、柠

檬酸、琥珀酸、丙二酸和少量丙氨酸。叶绿素

及类似的卟啉在光和氧的作用下可产生单重态氧和羟基自由基。一但单重态氧和羟基自由基形成，就会与四氢吡咯进一步反应，生成过氧化物及更多的自由基，最终导致卟啉降解及颜色完全消失。

4)在食品加工、储藏过程中的变化

绿色蔬菜在酸性条件下，热烫过程中，叶绿素会转化成脱镁叶绿素。颜色变暗。为了使食品在加工后保持鲜艳的绿色，最好的方法是挑选品质良好的原料，尽快进行加工并在低温下储藏。

二、血红素

动物肌肉中由于肌红蛋白的存在而呈红色。肌红蛋白和血红蛋白都是血红素与球状蛋白结合而成的结合蛋白。肌红蛋白在屠宰后的肉组织中占总色素的90%以上。肉中颜色还有其他色素，如细胞色素类(类似卟啉---蛋白质复杂结构中含铁的红色血红素)、维生素B12、辅酶黄素及血红蛋白。

1、结构

血红蛋白和肌红蛋白都是结合蛋白质，除了多肽链部分以外，还有与肽链配位的非肽部分。肌红蛋白的蛋白质部分称为珠蛋白，非肽部分称为血红素。血红素的结构如下图所示。血红素由一个铁原子和一个平面卟啉环所组成。血红蛋白可粗略看成是由4个肌红蛋白分子连接在一起构成的四聚体。

2、物理性质

肌红蛋白是肌肉中肌浆蛋白的一部分，可溶于水和稀盐溶液。肌肉组织基质中肌红蛋白的颜色要考虑两个因素：一是肉色素的吸收(K)，二是肌肉纤维基质的散射系数(S)。K/S 表示吸收和散射两者对眼睛产生的总效应。

3、化学性质

名称铁离子价态配位键基团颜色

肌红蛋白2+ H2O 红紫色

氧合肌红蛋白2+ O2鲜红色

高铁肌红蛋白3+ OH 褐色

胆绿色素H2O2绿色

硫肌红蛋白H2S 绿色

亚硝酰肌红蛋白(腌肉) 颜色不稳定

变性珠蛋白亚硝酰血色原(烹调腌肉) 稳定粉红色

微量铜存在黑色

4、肉类食品在处理、加工和储藏中的变化

1)腌肉色素

腌肉色素的形成可以看作两个过程：一是亚硝酸盐还原形成一氧化氮及血红素中的高铁还原形成亚铁，第二是珠蛋白的热变性(T≥66℃)。

2)包装

包装作用：防止产品受微生物和污物的污染

防止或减缓产品水分损失

避免产品同氧与光接触

便于运输

增进对消费者的吸引力

氧气会对鲜肉的颜色产生影响，当低氧分压时，可以使肌红蛋白变为高铁肌红蛋白，